انجمن علمی فیزیک و نجوم دانشگاه صنعتی امیرکبیر
1.89K subscribers
1.14K photos
67 videos
85 files
745 links
Broadcasting channel of scientific association of Physics & Astronomy

کانال رسمی انجمن علمی فیزیک و نجوم دانشگاه صنعتی امیرکبیر
Download Telegram
انجمن علمی فیزیک و نجوم دانشگاه صنعتی امیرکبیر pinned «⚡فراخوان دعوت به همکاری انجمن علمی فیزیک و نجوم⚡ اگر علاقه‌مند به فعالیت در حوزه فیزیک و نجوم و بخش‌های زیر هستید: 📰تحریریه و نویسندگی (تهیه مطلب و مقاله برای نشریه) 🎙پادکست (نویسندگی / تدوینگری) 📚تولید محتوا (نوشتن متن و مقاله علمی / تهیه مطالب کوتاه /…»
🔴اطلاعیه برگزاری آزمایشگاه شیمی عمومی دوره کارشناسی- مختص ورودی های ۱۳۹۸ و ماقبل:

به اطلاع دانشجویان کارشناسی ورودی های سال ۱۳۹۸ و ما قبل ان می رساند دانشجویانی که ازمایشگاه شیمی عمومی را در نیمسال های اول و دوم سال تحصیلی ۱۴۰۰-۱۳۹۹ ثبت نام کرده‌اند ، جهت اطلاع از برنامه برگزاری کلاس ها و ثبت نام در گروه های اعلام شده از تاریخ ۱۴۰۰/۹/۱۳ تا تاریخ ۱۴۰۰/۹/۱۸ از طریق آیدی زیر با ارسال نام و نام خانوادگی و شماره دانشجویی و انتخاب گروه مورد نظر نسبت به ثبت نام اقدام کنند :

@Tamhidish

ظرفیت هر گروه ۱۵ نفر و کلاس ها به صورت ترکیبی(مجازی و حضوری) از تاریخ ۲۰ آذر برگزار خواهد شد .
گروه ۱ : شنبه ۱۰ تا ۱۲
گروه ۲ : یکشنبه ۱۰ تا ۱۲
گروه ۳ : دوشنبه ۱۰ تا ۱۲
گروه ۴ : سه شنبه ۱۰ تا ۱۲
گروه ۵ : چهارشنبه ۱۰ تا ۱۲
💫رسانه باشید.
✅@PSA_AUT
🔴✔️انجمن علمی فیزیک و‌نجوم دانشگاه صنعتی امیرکبیر برگزار می کند:

✅کافه فیزیک✅
جلسه سوم؛

🔍بحث و گفت و گوی علمی در مورد سنجش از دور آلاینده های جوی با استفاده از داده های ماهواره های هواشناسی

🔴با سخنرانی خانم زهرا امرالهی بیوکی، دانشجوی دکترای لیزر و فوتونیک،
دانشگاه صنعتی امیرکبیر

⏰روز و زمان جلسه: پنجشنبه، ۱۴۰۰/۹/۱۸
۱۶:۰۰ الی ۱۷:۳۰

🔗لینک شرکت در جلسه:

http://meetings.aut.ac.ir/scientific-so/

برای پرسش هرگونه سوال، با آیدی زیر در ارتباط باشید:
@Hadissalasi1999
💫رسانه باشید.
✅@PSA_AUt
اطلاعیه دریافت کارت دانشجویی
ویژه دانشجویان کارشناسی ورودی ۹۹
پ.ن: امکان پست مدارک وجود ندارد
لطفا شناسنامه و کارت ملی نیز همراه داشته باشید.
@senfi_phy_ee
دانش نردبانی است به سوی ایده‌آل‌هایی که شاید روزی برای انسان‌ها آرزو بوده‌اند.
علم و دانش گنجی است عظیم که هرگز با خرج کردن تمام نمی‌شود بلکه روشنی‌بخش اندیشه و روان آدمی است.
در دنیای امروز، به یاد داشته باشیم تعلیم هیچ گاه کافی نیست و با عمل کامل خواهد شد.

روز دانشجو مبارک 🌸
@PSA_AUT
🔴💥معرفی کتاب💥🔴
قسمت اول:

«گفتاری بر کتاب آشنایی با مکانیک از دنیل کلپنر و رابرت جی کُلنکو »

مقدمه:

عبارت F=Ma که همان معادلۀ معروف نیوتن است، جزء اولین معادلات فیزیکی است که با آن روبه‌رو می‌شویم. حال اگر بخواهید اطلاعات بیشتری در زمینۀ مکانیک داشته باشید، این کتاب می‌تواند یکی از منابع قابل تامل برایتان باشد. علاوه بر مثال های حل شده زیادی که در متن تدریس کتاب وجود دارد، در آخر هر فصل، مسائل متعددی برای تثبیت یادگیری نیز آورده شده است. از جایی که اغلب این مسائل بسیار ارزشمند هستند و ممکن است که ذهن خواننده را روزها به خود درگیر ‌کند، برای از بین نرفتن هیجان به پاسخ رسیدن، در انتهای کتاب سرنخ‌هایی بیان شده که بدون معلوم کردن پاسخ نهایی، مخاطب را راهنمایی می‌کند. برای استفاده از این کتاب باید به مفاهیم ریاضیات پایه و همچنین انتگرال، تسلط نسبی داشته باشید؛ چرا که از این ابزار ها به دفعات در توضیح مسائل استفاده شده است.
این کتاب توسط انتشارات دانشگاه کمبریج به چاپ رسیده و همچنین در ایران توسط انتشارات فاطمی در دو جلد منتشر شده است. "آشنایی با مکانیک" نوشتۀ دنیل کلپنر و رابرت کُلنکو، شامل مقدمه ای بر مکانیک کلاسیک می‌شود.
یکی از نویسندگان این کتاب، دنیل کلپنر است که جوایز زیادی ازجمله Wolf Prize in Physics در سال 2005 میلادی، Frederic Ives Medal, (بالا ترین مدال در زمینۀ فیزیک اُپتیک) در سال 2007 میلادی و همچنین Franklin Institute Award در سال 2014 میلادی را از آن خود کرد. وی همچنین به دلیل سهم بزرگی که در تدریس ایفا نموده است، Orested medal را از انجمن مدرسین فیزیک آمریکا دریافت نمود.
ادامه دارد...
✅@PSA_AUT
🔴💥معرفی کتاب💥🔴
قسمت دوم:
فصل های کتاب:

ویراست دوم کتاب در مجموع 14 فصل دارد:
۱.بردار ها و سینماتیک
در این فصل مفاهیم اولیه مربوط به روابط برداری و نحوه استفاده از آنها در فیزیک بیان شده است تا خواننده قبل از ورود به مسائل فیزیک دید کلی نسبت به نحوه استفاده از بردار‌ها را داشته باشد.
۲.قوانین نیوتون
این کتاب هم مانند اکثر کتاب‌ها مکانیک را با سه قانون معروف نیوتن شروع کرده است. در این فصل استفاده قوانین نیوتن در مسائل فیزیک با مثال های حل شده متعدد شرح داده شده و نهایتا در انتهای فصل مسائلی از قبیل حرکت قرقره، حرکت دورانی و تحلیل ابعادی آورده شده است.
۳.نیرو‌ها و معادلات حرکت
همانطور که از عنوان این فصل مشخص است، در این بخش به چند نوع نیروی معروف پرداخته شده که شامل نیروی گرانش، اصطکاک، کشش فنر و نیروی الکتروستاتیکی می‌شود. برای شفاف‌سازی کاربرد این نیروها، مثال‌هایی در زندگی روزمره زده شده است. حرکت در یک آسانسور و نیروی کشش در طناب نمونه‌هایی از این مثال ها می‌باشند .
۴. تکانه
این فصل در واقع در راستای تکمیل بیان کامل قانون دوم نیوتن(F ⃗=(dP ⃗)/dt) آورده شده است. تیترهای اصلی این فصل مرکز‌جرم، پایستگی تکانه و تکانه و انتقال جرم است. این بخش مملوء از مسائل جذاب از جمله نقش تکانه و تغییر جرم در حرکت موشک ها و حرکت بادبان‌های خورشیدی است.
۵.انرژی
در فصل پنجم این کتاب رابطه بین مفاهیم نیرو و انرژی مورد هدف قرار گرفته‌ است. مباحثی مانند کار و انرژی، پایستگی انرژی مکانیکی، انرژی پتانسیل و رابطه آن با نیرو بررسی شده‌اند.
۶.مباحثی در دینامیک
فصل ششم بطورکلی به حل مسائل اساسی در دینامیک پرداخته است. به عنوان مثال نوسان‌های کوچک در یک دستگاه مقید، مُد‌های بهنجار و انواع برخورد اجسام به یکدیگر از این دسته می‌باشند.
۷. تکانۀ زاویه‌ای و دوران حول محور ثابت،
تیتر این فصل به تنهایی گویای هدف خود می‌باشد؛ یعنی نویسندگان در این فصل به سراغ تکانه‌ زاویه‌ای در اجسام مختلف و نحوه بیان آن به زبان برداری و همچنین رابطه آن با گشتاور رفته‌اند. ازجمله مثال‌های جذاب این فصل میتوان به تعیین مقطع برخورد فرضی سیاره اشاره کرد.
۸.حرکت جسم صلب
تا به اینجای کار به مسائلی همانند تکانه‌زاویه ای و سرعت زاویه ای اشاره شد. در این بخش هم به همان مسائل پرداخته می‌شود، با این تفاوت که تلاش بر بیان این مفاهیم به شکل برداری و همچنین با به کارگیری تانسورها است.
۹. دستگاه‌های نالخت و نیروهای مجازی
در ادامه مطالب فصل ۲، در این قسمت گامی به سمت بررسی قانون دوم نیوتن در دستگاه های نا لخت و روابط حاکم بر آنهاست. همچنین به ماهیت نیروی مجازی نیز پرداخته شده و مثال های حل شده متعددی برای وضوح مطالب آورده است. از این مثال ها میتوان به بررسی حرکت آونگ فوکو اشاره کرد.
۱۰.حرکت بر اثر نیروی مرکزی
می‌توان گفت در این بخش به دنبال توجیه حرکت سیارات و ماهواره ها در یک مدار یا به بیانی دیگر تاثیر نیروی مرکزی از جانب یک جسم بر حرکت یک ذره متحرک هستیم.
۱۱.نوسانگر هماهنگ
با توجه به اینکه در فصل یازده به تکمیل مطالب گذشته می‌پردازد اما این بار حرکت نوسانگر ها را تحت شرایط مختلف مثل وجود اتلاف انرژی، در حالت واداشته و تشدید بررسی میکند.
۱۲.نظریۀ نسبیت خاص
این فصل اولین چشم انداز کتاب به مسائل غیر کلاسیک است و به اشکالات فیزیک نیوتنی و تصحیح آنها با استفاده از نظریه نسبیت می‌پردازد. از جمله مسائل بررسی شده می‌توان به سینماتیک نسبیتی(اتساع زمان، انقباض طول و ...) و اثر دوپلر اشاره کرد.
۱۳. دینامیک نسبیتی
به بیان ساده دینامیک نسبیتی همان مفاهیم تکانه و انرژی که پیشتر به آنها پرداخته شد، از دیدگاه نسبیتی است. شاید برایتان جالب باشد که بدانید در این فصل معادله معروف اینشتین (E=mc^2) با استفاده از مطالب بیان شده بدست ‌آورده می شود.
۱۴.فیزیک فضا‌زمان
نهایتا در فصل آخر کتاب به یکسری روابط برداری حاکم در فضا زمان، دید هندسی آن و همچنین مقدمه بسیار کوتاهی بر نسبیت عام می‌پردازد.

گردآورنده: مبین اسعدی
✅@PSA_AUT
🔴نظریه تورم
مقدمه:

طبق نسبیت خاص میدانیم که اطلاعات غیر تصادفی، توانایی حرکت با حداکثر حد سرعت نور را دارا هستند اما اگر شعاع دید خود از جهان را k ثانیه نوری فرض کنیم ، با هر ثانیه ای که میگذرد، یک ثانیه نوری به شعاع دید ما اضافه میشود یا حتی میتوانیم دو ناظر را در فاصله ای معین تعیین کنیم که در نتیجه باز هم مناطق اضافه شده، دارای دمای پس زمینه یکسان و انرژی خلا در بازه ای یکسان هستند؛ درست مانند فضای خالی در شعاع های کمتر. این موضوع به این معنا است که انرژی و مواد اولیه، با سرعتی مافوق نور از نقطه آغاز به سمت آن حرکت کرده اند اما آیا این پاسخ، نسبیت خاص را نقض نمی کند؟

● تعریف نظریه تورم : با کشف انبساط جهان (۱۹۲۹) و استدلال نظریه مهبانگ از آن و سپس کشف امواج پس زمینه کیهانی (۱۹۶۵)، سوالاتی غیر قابل حل بوجود می آمد؛ مانند اینکه چرا شعاع جهان قابل مشاهده از شعاع واقعی آن (شعاع جهان موجود اما غیر قابل رصد به علت محدودیت سرعت نور ) کمتر است و یا اختلافی جزئی که در محاسبه هیدروژن موجود جهان وجود دارد، و یا اینکه با نظریه نسبیت عام نمی شود مهبانگ را تحلیل کرد؛ زیرا فضا-زمانی وجود نداشته که نسبیت در آن موثر واقع شود و توانایی محاسبات در آن نقطه را ندارد . (نظریه مسیر های فاینمن، توجیهی در این باره ارائه داده است که نتایجی مانند چندجهانی ( multiverse) را ارائه میدهد. )
در سال ۱۹۸۰ الن گوت نظریه ای درباره فاز اول انبساط (تورم گوت) ارایه داد که بعد ها با شواهد مطابقت بسیاری داشت، این نظریه میگوید در زمان های بسیار کوچک (در حدود (32-)^10 sec) , جهان باید فاز تورمی بسیار شدیدی را طی میکرده است. شاید واژه تورم کمی گمراه کننده باشد اما مانند این است که سکه ای با قطر ۱ سانتی متر ، در لحظه ای ۱۰ میلیون برابر عرض کهکشان راه شیری بزرگ شود. این تورم به علت اینکه در زمانی بسیار کوچک رخ داده، گرمای موجود در حالت اولیه فرصت کافی برای همگنی کامل نداشته است؛ بنابراین باید کمی اختلاف دما در کیهان باشد . به علت کوچک بودن حجم گوی اولیه خلقت، دما باید تقریبا همگن باشد ولی نه بصورت کامل.
در سال ۱۹۹۲ ناسا به وسیله ماهواره COBE این دیدگاه را تایید کرد .
(منظور از همگنی ناکامل، تغییرات کوچک امواج پس زمینه کیهانی هستند(CMBR)).

• ایا این دیدگاه نسبیت خاص را نقض میکند؟
طبق نسبیت خاص، اطلاعات غیر تصادفی با سرعت ماکسیمم c حرکت میکنند اما این محدودیت برای گسترش خود فضا صادق نیست؛ بعبارتی فضا از قوانین خود پیروی نمی کند.

• یکی دیگر از نتیجه های ناهمگنی تورم اولیه، پیدایش سیستم های فیزیکی و در نتیجه حیات است .نا همگنی باعث میشود بعضی نقاط فضا دارای جرم یا انرژی (طبق نسبیت خاص میتوانیم آنها را معادل فرض کنیم) نا متعارف شوند؛ به این معنا که نقاطی دارای جاذبه میشوند و با کاهش دما در آنها، الکترون ها در مدار هسته ها قرار می گیرند و با فشرده شدن آنها، فشار بالا می رود و در نتیجه دما زیاد میشود. این سری واکنش های زنجیری، باعث بوجود آمدن ستاره های بزرگتر، انفجار پوسته بیرونی آنها، قرار گرفتن پوسته بیرونی در مدار هسته باقی مانده و در نتیجه سرد شدن جرم های قرار گرفته در مدار در سیستم هایی مانند منظومه شمسی، باعث بوجود آمدن حیات در مراحل بعدی شد.

منابع:
۱. فصل ۷ از کتاب طرح بزرگ، اثر استیون هاوکینگ و ملودینو
۲. کتاب تاریخچه زمان، اثر استیون هاوکینگ
۳ بخش آخر از کتاب آفرینش هستی، اثر جورج گاموف
۴. کانال Spacetime یوتیوب، قسمت edge of universe

گردآورنده: محمد هادی عبدی
✅@PSA_AUT
🔴💥برای به دام انداختن فوتون‌های منفرد، محققان یک "دیوار" تداخل ایجاد می‌کنند!💥🔴

«نوشته شده توسط Emily Ayshford، دانشگاه شیکاگو»

فوتون‌ها اساس بسیاری از فناوری‌های کوانتومی نسل بعدی، از جمله ارتباطات کوانتومی فوق ایمن و رایانه‌های کوانتومی هستند. دلیل آن، این است که این ذرات نوری می‌توانند درهم‌پیچیده شوند یا در یک برهم‌نهی قرار گیرند؛ دو حالت کوانتومی که فناوری‌های کوانتومی را ممکن می‌سازد.
اما برای ایجاد این حالت‌ها، محققان باید با انواع کاملاً غیرکلاسیک نور که تعداد کمی فوتون یا حتی یک فوتون دارند، کار کنند. این فرایند می‌تواند یک کار دشوار باشد که نیاز به یک ستاپ آزمایشگاهی پیچیده دارد؛ زیرا منابع معمولی نور (مانند لیزر) حالت‌هایی را ایجاد می‌کنند که همیشه احتمال حضور داشتن تعداد زیادی فوتون ، وجود دارد.
نظریه‌پردازان دانشکده مهندسی مولکولی پریتزکر (PME) در دانشگاه شیکاگو، طرح جدیدی را برای به دام انداختن تک فوتون‌ها در یک حفره ابداع کرده‌اند. مکانیسم آنها به دو منبع اجازه می‌دهد تا تعدادی فوتون‌های انتخاب شده را قبل از اینکه تداخل مخرب هر دو منبع را خنثی کند، منتشر کنند و اساساً یک "دیوار" ایجاد می‌کند که از ورود فوتون‌های بیشتر جلوگیری می‌کند.
این مکانیسم جدید می‌تواند راه ساده‌تری برای ایجاد نور کوانتومی بدون استفاده از مواد و سیستم‌های پیچیده‌ای که معمولاً موردنیاز است، ارائه دهد. این تحقیق که توسط پروفسور آشیش کلرک با دانشجویان فارغ‌التحصیل اندرو لینگنفلتر و دیوید رابرتز رهبری شد، در 26 نوامبر در Science Advances منتشر شده است. برای خواندن متن کامل آن می‌توانید به لینک زیر مراجعه نمایید:
🔗https://phys.org/news/2021-12-capture-photons-wall.html

مترجم: مینا شیری

💫رسانه باشید.
✅@PSA_AUT
🔴💥معرفی کتاب💥🔴

《سه دقیقه اول از استیون واینبرگ》

سه دقیقه اول نخستین کتاب استیون واینبرگ، فیزیک‌دان مشهور آمریکایی و برنده جایزه نوبل است که به زبان ساده برای عموم علاقه مندان به مبحث کیهانشناسی نوشته شده است. این کتاب در سال 1977 به چاپ رسید و طولی نکشید که پرفروش ترین کتاب علمی سال معرفی شد. موضوع کتاب همانطور که از اسم کتاب هم مشخص است درباره اتفاقات نخستین دقایق عالم پس از مهبانگ است ولی همانطور که در کتاب هم بیان میشود مهم ترین اتفاقات در سه دقیقه آغازین رخ میدهد. همین الان 180 ثانیه خود بشمارید و به این فکر کنید که 13.8 میلیارد سال نتیجه اتفاقات اساسی بوده که فقط در این زمان کوتاه افتاده است. واینبرگ نهاست تلاش خود را میکند تا وارد ریاضیات استدلال هایش نشود ولی در ضمیمه کتاب برای علاقه مندان توضیحات ریاضی مختصری را گرد هم آورده است و برای علاقه مندان به مطالعه دقیق‌تر و تخصصی‌تر در این باره "پیشنهادهایی برای مطالعه بیشتر" کتاب‌های بیشتری معرفی کرده. جالب است بدانید که زمینه اصلی فعالیت و شهرت واینبرگ در فیزیک ذرات بنیادین می‌باشد و کتاب‌های تخصصی‌ای در این زمینه و همچنین میدان‌های کوانتومی دارد که همه آنها جز کتاب‌های مرجع دانشگاهی هستند و واینبرگ دو سال پس از نشر کتاب سه دقیقه اول جایزه نوبل را به خاطر ادغام نیروی الکترومغناطیسی با نیروی هسته‌ای ضعیف که به برهمکنش الکتروضعیف معروف است همراه با دو تن از دیگر فیزیکدانان معروف یعنی عبدالسلام و شلدون لی گلاشو در سال 1979 دریافت کرد، او هم اکنون در موسسه و دانشگاه های متعددی (دانشگاه کالیفرنیا، برکلی,مؤسسه فناوری ماساچوست,دانشگاه هاروارد , دانشگاه تگزاس در آستین) فعالیت دارد. اما چه شد که وایتبرگ این کتاب را نوشت؟ او در پیش گفتار ویرایش اول این کتاب می‌نویسد: "این کتاب زاده سخرانی‌ای است که در نوامبر 1973 در مراسم گشایش مرکز علم دوره‌های کارشناسی دانشگاه هاروارد ارائه دادم، اروین گلایکز رییس و ناشر موسسه بی سیک بوکز، وصف آن را از دوست مشترکمان دانیل بل شنید و مرا ترغیب کرد که آن را به صورت کتابی در بیاورم".
سرفصل‌های این کتاب شامل:
فصل ۱: مقدمه: غول و گاو
به تاریخ شکل گیری کنجکاوی و رویاپردازی‌های بشر آغازین تا کنون درباره آغاز عالم می‌پردازد.
فصل ۲: انبساط عالم
این فصل شامل استدلال کیهانشناسی درباره تورم جهان و تاریخچه کاملی از رسیدن به این نتیجه است.
فصل ۳: زمینه‌ی تابش میکروموجی کیهانی
این فصل به طور اختصاصی به تحلیل ساده و تاریخچه پی بردن به تابش میکروموجی می‌پردازد.
فصل ۴: دستور تبخ یک جهان سوزان
حال که اطلاعاتی کافی برای ادعای وجود یک مهبانگ است در این فصل سعی می‌شود بیان شود که در آغاز جهان متشکل از چه بوده است.
فصل ۵: سه دقیقه ی اول
این فصل همانطور که از نامش پیداست سعی میکند تا اتفاقات رخ داده در سه دقیقه پس از مهبانگ (به جز یک صدم ثانیه اول) را شرح دهد.
فصل ۶: گریزی به تاریخ
در این فصل که سیر تحولی ره به جلوی کتاب متوقف می‌شود و واینبرگ به تاریخچه پژوهش‌های سه دهه اخیر که نقش کلیدی در این راهبرد داشته‌اند می‌پردازد.
فصل ۷: یک صدم ثانیۀ اول
در یک صدم ثانیه اول، شرایط به طور غیرقابل باوری از کنترل فیزیک کنونی ما خارج می‌شود و دانش ما در زمینه فیزیک ذرات بنیادین در توانایی توضیح بسیار کاملی این زمان را ندارد اما واینبرگ بیان می‌کند: "سرکی پشت این پرده کشیدن وسوسه انگیز است " و پس از آن به بیان استدلال و گمان هایی درباره این بازه زمانی ارایه می‌دهد.
فصل ۸: سخن آخر: چشم انداز
در این فصل واینبرگ سعی میکند دید کلی و نتیجه گیری‌های جالبی از سیر تحولی که ما را با آن دنبال کرد بیان کند و راوی گری او از این سفر 13.8 میلیارد ساله به پایان می‌رساند. او به عنوان آخرین جمله می‌نویسد: "تلاش آدمی برای درک عالم یکی از چیزهای معدودی است که زندگی آدمی را از حد مضحکه فراتر می‌برد و به آن بهره‌ای تراژدی می‌بخشد"
موخره: کیهان شناسی از ۱۹۷۷ تاکنون
واینبرگ در سال 1933 یعنی 13 سال پس از نخستین چاپ این کتاب، این کتاب را دوباره ویرایش کرد و این فصل را نیز به کتاب افزود که بیانگر نتایج پژوهش های جدید انجام گرفته شده در زمینه‌های مورد بحث این کتاب است که بعضی سبب برطرف شدن بعضی ابهامات موجود در آنها شده است و او همچنین مارا با ابهام‌های جدیدی که بحث داغ این روز های فیزیک کیهانشناسی است یعنی ‘ماده تاریک’ اشنا می‌کند.
این کتاب در ایران با ترجمه محمدرضا خواجه‌پور در انتشارات فرهنگ معاصر به چاپ و توضیع رسیده است.

گردآورنده: محمد رستمی

✅@PSA_AUT
🔴💥کامپیوترهای کوانتومی IBM؛ یک پلتفرم بهینه برای تحقیقات فیزیک ماده چگال 💥🔴

درحالی‌که فیزیکدانان ماده چگال معمولاً باید برای اجرای آزمایش‌های خود به همکاری‌های بزرگ یا سخت‌افزارهای پرهزینه اعتماد کنند، پردازنده‌های کوانتومی مبتنی بر سامانه ابری (Cloud) به کاربران اجازه می‌دهند تا تنها با استفاده از لپ‌تاپ خود و یک حساب کاربری IBM Quantum، پیشرفتی اساسی در فیزیک ماده چگال داشته باشند.
ذرات تشکیل‌دهنده مواد می‌توانند بر اساس ویژگی‌های ذاتی خود به روش‌های مختلفی برهم‌کنش داشته باشند. این فعل‌وانفعالات خود را به‌عنوان موادی با خواصی نشان می‌دهند که عملکردهایی را در هر جنبه‌ای از زندگی ما به نمایش می گذارند: اعم از جامد، مایع یا گاز. بااین‌حال، برخی از فعل‌وانفعالات بین ذرات، می‌تواند منجر به خواص عجیب‌وغریب و فازهای ماده مانند ابررسانایی یا فرومغناطیس شود. فیزیکدانان ماده چگال مطالعه می‌کنند که چگونه برهم‌کنش‌های بین‌ذره‌ای، باعث ایجاد این رفتارهای جالب می‌شود. بعد فیزیکی این فعل‌وانفعالات توسط قوانین مکانیک کوانتومی توصیف می‌شود که یکی از اولین انگیزه‌ها برای ساخت و شبیه‌سازی آنها بر روی یک کامپیوتر کوانتومی بوده است.
در واقع یک تیم کوچک از محققان که حتی با کامپیوترهای کوانتومی پر سر و صدا امروزی، پروژه های خود را پیش می برند، می توانند تأثیرات ارزشمندی در دنیای علم بگذارند. یک حوزه مهم که توسط فیزیکدانان ماده چگال مورد مطالعه قرار گرفته است، دینامیک سیستم های اسپین در حال تعامل است. اسپین یکی از ویژگی‌های مهم ذرات بنیادی است که می‌توان آن را با چرخش در جهت عقربه‌های ساعت یا خلاف جهت عقربه‌های ساعت فرفره‌ها توصیف کرد، اما با یک برداشت کوانتومی!
دو حالت یک بیت کوانتومی، یک آنالوگ طبیعی برای اسپین های "بالا" و "پایین" تشکیل می دهند و برهمکنش بین اسپین ها را می توان به راحتی توسط پالس های کنترلی سیستم ها تغییر داد. بنابراین اتصال کیوبیت‌ها به کاربران اجازه می‌دهد تا به طور طبیعی دینامیک شبکه‌های اسپین را شبیه‌سازی نموده و چگونگی تغییر رفتار جمعی اسپین‌ها را تحت تأثیر نیروهای خارجی بررسی کنند.
به عنوان مثال، مقاله ای توسط محققان Autonomous University of Madrid (UAM)، دینامیک یک بعدی مدل آیزینگ را (در اصل، یک خط از ذرات در یکی از دو حالت اسپین که فقط می توانند با همسایگان خود تعامل داشته باشند) در حضور میدان های مغناطیسی خارجی موازی و عمود بر سیستم شبیه سازی می کند. آنها این سیستم را روی پردازنده 27 کیوبیتی سیستم ibmq_paris بازسازی کردند.
مهمتر از همه، این تیم توانست شبیه سازی های خود را بدون هیچ گونه تجهیزات تخصصی و تنها با اجرای برنامه های کوانتومی خود بر روی یک سیستم محاسباتی کوانتومی IBM، اجرا کند. ده‌ها مقاله منتشر شده در سرور پیش‌چاپ فیزیک arXiv، قدرت پردازنده‌های کوانتومی IBM را در شبیه‌سازی دینامیک اسپین نشان داده‌اند. حتی کامپیوترهای کوانتومی پر سر و صدا نیز ممکن است به زودی پتانسیل ایجاد یک مزیت کوانتومی، نسبت به روش‌های کلاسیک، برای حل برخی مسائل ماده چگال داشته باشند.
لینک اصلی خبر:
🔗https://research.ibm.com/blog/condensed-matter-physics

✏️مترجم: مینا شیری
✅@PSA_AUT
⭕️به مناسبت هفته پژوهش⭕️

🔴💥اهمیت پژوهش 💥🔴

اهمیت پژوهش چیست؟
ابتدا باید تعریفی در باب پژوهش ارائه بدهیم. پژوهش را میتوانیم سری فعالیت ها و تلاش ها برای استنباط، استنتاج یا درک بهتر هر رویداد یا تلاش برای شرح قوانین حاکم بر مشاهدات تعریف کرد.
یکی از راههای شناخت جامع پژوهش،‌ درک پیامد های آن است.
پژوهش علاوه بر اینکه باعث موفقیت در زمینه های مختلف فردی یا گروهی میشود، این موفقیت را به تمامی جامعه علمی منتقل میکند و بعضا باعث تسهیل روند پژوهش برای دیگران خواهد شد که این به نوبه خود، افتخار بزرگی است. نتایج هر پژوهشی، میتواند برای اکثر جوامع قابل تامل باشد؛ اینکه امروزه کسی را به علت اینکه به وجود حیات در منظومه های دیگر اعتقاد دارد، آتش نمیزنند(جیوردانی برونو) یا چون به ایده زمین مرکزی باور ندارد، زندانی اش نمیکنند (گالیله و...) یا این ایده که پیوند عضو باعث میشود اعضای بدن یکدیگر را در قیامت پیدا نکنند و حرام بودن کالبدشناسی از آن برخواسته شد، اما در نهایت گفته شد که کالبد شناسی حرام نیست[۱] ، از پیامد های پژوهش است.

پیامد های امروزی آن چیست؟ حتما برای شما اتفاق افتاده که چیزی درباره فنگ شوئی، کارما، بد شانسی عدد ۱۳، یا خوش شانسی آوردن نعل اسب، کلاس هایی که برای دیدن فلک های مختلف با تلپاتی وجود دارد ( مثلا dr-aram.com) ، شنیده باشید. این موارد امروزه بسیار متداولند و بعضی از آنها در دسته شبه علم قرار دارند. تنها عاملی که باعث میشود چنین خرافاتی، درصد بالایی از افراد را به باور قطعی برساند، نبود دانش کافی است[۲].
این دانش از کجا می اید؟ قطعا لازم نیست که هر نفر با تلسکوپ یا میکروسکوپی به دنبال پاسخ های سوالاتش برود. این دانش توسط افراد محدودی کشف یا تدریس (حقوقی و حقیقی) میشود. امروزه این جهت گیری نسبت به سالهای گذشته بسیار تغییر کرده است.
در حال حاضر انسان در سطوح بالای علمی، به دنبال پاسخ پرسش هایی است که بنا بر گفته انیشتین بتواند ذهن خالق را بخواند ( تعبیری از تئوری_M). خرافات امروزی پاسخ هایی دارند که در سالهای اخیر به پاسخ و تصحیح آنها رسیده ایم.
اهمیت امروزی پژوهش از دیدگاهی دیگر[۳]:
اینکه زلزله، همه گیری بیماری ها یا طوفان را از علائم رنجش خدا بدانید، میتوانید درصدی از افراد را راضی کنید اما آینده زمین کاملا وابسته به ماست، دعا کردن برای سلامتی باعث نمیشود پرتو زایی پسماند های هسته ای کم شود، یا لایه اوزون هر روز باریکتر نشود ، یا خورشید سوخت خود را کمتر مصرف کند. افزایش جمعیت متوقف نمیشود، داروهای ضد افسردگی کمتر فروش نمی روند و مثال هایی بسیار از این دست.
اگر انسان ها خود را نابود نکنند( خود نابودی انسان ها با جنگ های هسته ای و ... ) ، فاجعه ای بزرگ در راه است! جمعیت غذا میخواهد، آلودگی راه حل و خاموش شدن خورشید، ترک سیاره!
امروزه با یافتن پاسخ پرسش های بنیادی، میتوانیم راه حلی برای این مشکلات پیدا کنیم.
این به این معنا نیست که یک نفر باید بتواند در طول عمر کوتاه خود به یک پاسخ کلی برسد.
این پاسخ ها نیازمند به تلاش بشریت (عده محدود در هر دوره) است تا از طریق پژوهش
های فکری و عملی، به موفقیت های نوین برسیم و مشکلاتی را از زندگی بشر امروز حل نماییم.
اما این تنها نیکی پژوهش نیست! در راستای بررسی فواید پژوهش، به تکنولوژی هایی میرسیم که زندگی انسان متاثر از آنهاست. البته نقاط منفی نیز وجود دارد اما گاهی اهداف بزرگ، هزینه هایی را به دنبال دارد. فراموش نکنیم که پیشرفت های کوچک و جز به جز سازنده تمدن پیشرفته امروزی است؛ اینکه انسان های اولیه که نتیجه وفق ماکرومولکولهای اولیه با طبیعت بودند (اصل انتخاب طبیعی[۴]) و توانستند به تمدن امروزی برسند. عوامل زیادی در این موضوع دخیل است که یکی از مهمترین آنها، قطعا پژوهش در طبیعت است.

✏️نویسنده: محمد هادی عبدی

------------------------------------------------------------------------
ارجاعات:

[۱]:⁠«پایان قرن ۱۶ برای مدتی جراحی ممنوع شد. پاپ معتقد بود که در روز رستاخیز قطعات بدن نمی توانند یکدیگر را پیدا کنند! هزاران نفر با این تصمیم پاپ مردند بلکه اجزای بدنشان در روز رستاخیز گم نشود!
برگرفته از کتاب نقد و بررسی افکار راسل؛ اثر پروفسور رابرت اگنر؛ چاپ سوم ؛نقد:علامه محمد تقی جعفری»
[۲]: کتاب خیره به خورشید؛ اثر اروین دیالوم
[۳]: کتاب فیزیک غیرممکن ها؛ اثر میچیو کاکو، بخش دسته دوم غیرممکن ها
[۴]: کتاب تکامل؛ اثر پیتر بولر
✅@PSA_AUT